当我们仰望星空时,总是忍不住去思考星空的浩瀚广阔,是否存在着某个点,飞向那里的飞船永远无法抵达?
宇宙真的是一个神奇的地方,它在不断地膨胀,而我们对于宇宙仍有太多不解,也有太多没探索到的地方。
随着科学技术的进步,我们对宇宙也逐渐研究得更多,探索得更深。
但我们逐渐发现令人沮丧的一点,那就是无论我们如何努力,无论科学技术如何进步,以目前的情况来看,我们始终无法飞向宇宙的尽头。
然而,天文学家对此却有着更加深远的见解,他们认为就算人类的科技能够达到超光速,也永远都无法飞出宇宙的边界。
各向同性原理。众所周知,天文学上有一个学说叫做各向同性原理,无论观察者身处哪个位置,都将以相同的方式观察宇宙。
假设有一位宇航员,他从地球上的某个地点向四面八方发出了一束激光,接下来,宇航员将这束激光归纳为100个单元。
那么无论宇航员之后身处何地,这100个单元都将如钟表一般,为他准确地指引方向。
即使他的旅途充满了变数,他也完全不用担心这100个单元会改变。
在这项原理出现之前,我们人类一直都把自己当作宇宙中的中心,一切都是围绕着我们旋转着的。
直到后来,凯普勒首先提出了日心说,也就是认为我们生活的这个星系“太阳系”是围绕着太阳运行的。
之后又被伽利略推翻,认为银河系才是宇宙的中心。
但是随着各向同性原理的出现,这项原理也逐渐被人们计入到常识中,并且认为这是一项非常接近真理的学说。
那么对于这项原理来说,天文学家就将它称之为“大一统理论”,流行于天文学界。
那么这项原理对我们来说有什么重要意义呢?
根据各向同性原理可知,假如你是在一个非常大的密闭房间中,再不知情的情况下,想要知道你所在的位置,你可以通过观察周围环境来得出结论。
如果房间里没有窗户和通气孔等设施,那么可以基本确定这个房间是一个密闭的没有出口的空间。
那么对于宇宙而言也是如此。
假如可观测宇宙只是宇宙的一小部分,并且无论我们去哪个方向探索都会发现静止不变的宇宙,那么可能这个宇宙就是真正的“闭合”。
而我们现在所探索的只是一个更大宇宙中的1/10甚至更少的一部分空间,只是这部分空间因为某种特殊缘故变成了“一个闭合体系”。
那么按照现在可观测宇宙的范围所发出的信号信息也就非常有限,甚至可能存在该部分范围中的信息并不能完全反映真实宇宙的图景。
毕竟,仅仅是这1/10的空间就包含了万亿万亿不可计数的星体,而这些星体之间又有着各种引力相互作用,让他们之间紧紧相连或者使彼此间有着巨大的距离。
蚂蚁与气球表面的比喻。那么有人可能会好奇,为什么可观测宇宙不能代表真的宇宙?
那么我们可以借助一个非常形象易懂又比较幽默的方法来描述。
曾经有一位名叫大海的人,他在一家气球厂工作,一天工作结束后,他从气球厂带回家了两个新鲜事物,一个是气球,另一个是他的工作经验。
他把气球放在桌子上开始观察,这时一只小蚂蚁顺着桌子爬到了气球表面上,然后停在那儿思考:“我该怎么出去呢?”
于是它便开始攀爬探查周围的环境。
随着小蚂蚁在气球表面上探索,它发现了非常奇怪的一件事,那就是自己无论向哪个方向爬去都是在往气球内部走,很快它就被困住了。
小蚂蚁困在“气球内部”已经过了好几天,期间它没有任何线索出去的方法,于是它开始怀疑:“难道这整个东西真的没有出口?”
在经过长时间没有出口的小蚂蚁脑袋里,只剩下了三个想法:
第一种,它认为:“也许这个东西就叫气球,它本来就是没有出口直接包裹住我的。”
第二种,它认为:“也许这个东西叫做‘胶囊’,我是被人装进胶囊里了。”
第三种,它认为:“也许就是这个东西叫做‘母星’,这是我生活着的小星球,我就住在这里。”
小蚂蚁对于这件事特别好奇,于是它开始向自己的伙伴们宣讲它所发现的一切,相信大家都同意了它的看法。
是啊,人类又何尝不是这个样子,从很久之前人类就开始观察宇宙,并且一直向四面八方探索到底,然而每一次都得到了相似结果。
每一次都让人感到沮丧,但是又让人充满期待,人类就像那只小蚂蚁一样,在巨大的气球表面不停地爬行,总以为快要爬出去了,但是每次都是这样,每次都没有出口。
根据这一点科学家认为,这个“气球”也许就是宇宙,是一个完全闭合的体系,而我们所观测到的只是其中的一小部分。
超光速旅行实现宇宙边界。但是仍然有人不甘心,有科学家提出一个大胆设想,那就是如果能够实现超光速旅行,那么就一定能够打开这个“密闭的大气球”。
正是这一令人期待的想法,不仅推动了科学技术的发展,还促使着更多先进技术的出现。
但是著名天文学家安德烈·莱恩却对这一想法提出质疑,他表示:“或许我们的想法是错的,在我们的宇宙之外也许还有其他更多的高维空间。”
我们所说的膨胀并不一定是不停地扩张,而有可能是不同的“子宇宙”在互相分离,最开始的时候两个子宇宙可能还是互相连接在一起的,然后在某个片段由于碰撞产生能量导致两者分开了,从而形成了不同的子宇宙。
而且各个子宇宙之间很有可能并不是永无止境地扩张着,有可能会在某些地方停止扩张,也许之后会与别的宇宙合并又成为新的单个子宇宙。
莱恩更进一步预测说,就算我们的宇宙最终停止膨胀,那么也只会变成一个像蜜罐一样黑色封闭曲率空间体,看起来像极了一团黑色物体,并非是绝对消亡。
那为什么莱恩会作出如此判断?
因为暗能量的存在,这是导致我们现在每天都越来越冷的一种物质,它让我们的宇宙中的万物都逐渐冷却下去,并且加速了这一过程。
暗能量并不是不可逆转存在的,很有可能它到达一定程度后,就不再起效果,我们的宇宙冷却后可能又重新变暖,甚至重启一次反弹又重生一次。